Le genre Solanum (ex Lycopersicon), auquel appartient la tomate cultivée et sa forme sauvage Lycopersicon esculentum var. 'cerasiforme', comprend 9 espèces (voir l'encadré X), toutes originaires de l'ouest de l'Amérique du Sud (région andine du Pérou et de l'Équateur), à l'exception de Solanum cheesmaniae (ex Lycopersicon cheesmanii) qui est inféodé à l'archipel des Galápagos (voir l'encadré 3).

• Morphologie

Les neuf espèces de Solanum ont des fleurs bisexuées avec la même constitution que celle décrite plus haut pour Solanum lycopersicum (ex Lycopersicon esculentum). Elles diffèrent par la couleur de leurs fruits à maturité, le nombre de feuilles entre les bouquets floraux et leur mode de reproduction.

Le nombre de sépales, de pétales et d'étamines des espèces sauvages est toujours de 5 et celui des carpelles de 2. L'autogamie est de règle chez la tomate cultivée, mais certaines conditions de milieu, entraînant l'allongement du style avec sortie du stigmate hors du cône d'étamines, favorisent les fécondations croisées entre plantes voisines. Ces fécondations croisées sont causées par la visite d'insectes collectant le pollen, notamment par les abeilles solitaires (Exomalopsis biliotti) très répandues dans les zones subtropicales. L'autogamie est moins stricte chez les espèces sauvages de Solanum. Deux d'entre elles, Solanum peruvianum (ex Lycopersicon peruvianum) et Solanum chilense (ex Lycopersicon chilense) sont allogames, du fait d'une quasi auto-incompatibilité.

L'espèce Solanum pennellii (ex Lycopersicon pennellii) a longtemps été classée dans le genre Solanum car elle se distingue des autres Lycopersicon par des étamines libres, non soudées en un cône, et par une déhiscence poricide, c'est-à-dire par des pores situés au sommet de chacune des 5 étamines. Cette espèce, pouvant être hybridée avec la tomate cultivée, a ensuite été classée parmi les Solanum.

Toutes les espèces de Solanum sont diploïdes avec 12 chromosomes de base. Les croisements entre la tomate cultivée et les autres Solanum sont relativement faciles, sauf avec Solanum peruvianum et Solanum chilense. Toutes les hybridations sont réalisées en prenant l'espèce cultivée comme mère, c'est-à-dire comme parent femelle.

L'espèce Solanum lycopersicum présente une grande diversité apparente (taille, forme, couleur des fruits, port des plantes…) mais une faible variabilité génétique. C'est donc vers les espèces sauvages que les sélectionneurs se tournent pour augmenter la variabilité de l'espèce cultivée. La tomate est en fait le légume chez lequel des espèces affines sauvages ont été le plus largement utilisées dans des programmes de sélection, notamment comme sources de gènes de résistance aux bioagresseurs. Leur exploitation par les améliorateurs ne cesse de s'accroître, non seulement comme source de résistance aux maladies, mais également pour l'adaptation à différents stress (froid, salinité, sécheresse), pour le port des plantes (sympode à deux feuilles) et pour l'amélioration de la qualité des fruits (matières sèches solubles, teneur en caroténoïdes et notamment en lycopène, teneur en vitamine C).